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概要
- 革新的な放熱材料(熱拡散材料)、サーマルフォームガスケット(TFG)は水平熱伝導性に優れたグラファイトを適用し、発熱源(回路素子など)の熱を短時間にヒートシンクや金属板に伝達させ、熱を広く拡散させて発熱源の温度を落とす機能をする熱伝導部品である。
- 芯材として耐熱ウレタンフォームを適用したので、復元率が優秀になり、密着力も向上されるので、熱伝達効果が優秀である。
- シリコンパッドの短所である厚みの制約がなくなり、幅広く使える
例）10 mm、20 mm、30 mm以上の空間にも熱伝導効果を発揮する。 - 従来のシリコンパッドとの比較
特長
- 水平熱伝導率（400W/mK）が優れたグラファイトを使用
- 表面が滑らかで、スライド方式でケース（ヒートシンク）を装着することが容易。
- 一方、シリコーン製サーマルパッドは表面に粘着性があるので、スライド方式でカバーを装着するのが難しい。 - グラファイト表面と側面の両方をPETフィルムで包んでグラファイトからのパーティクルが発生しない
- 弾力性に優れ、PCBに過度の圧力を加えなくてもいいので、PCBが曲がる問題はない
- 用途に応じて様々なサイズや形状の製造が可能であり、熱性能と硬さ調整が容易である
- 関連特許を多数取り揃え
製品の詳細
放熱材料の仕様
テスト製品サイズ：幅30mm、長さ30mm、厚さ3mm
| アイテム | 単位 | データ | 備考 |
|---|---|---|---|
| 熱伝導率 | W/mK | >2 | ASTM C 518, ASTM E 1530-06 |
| 表面抵抗 | Ω/□ | >1x108 | ESQ-612-04 |
| 耐トラッキング性 | V | <105 | K 30112, CTI |
| 耐電圧 | V | <1000 | ASTM D 149 |
| 使用温度 | ℃ | <120 | ESQ-612-20 |
| 難燃性 | UL94V-0 (E221431) | ||
圧縮率比較 (ソフト型TFG)
一般形とソフト型は熱伝導率、表面抵抗などの性能に差はないが、ソフト型のTFGが一般型のTFGに比べて約55%柔らかいので、弱い素材のPCB基板に適用する際、もしくは、部品間の圧着で損傷の恐れがある際にそれを防止することができる。
| 圧縮率 | 一般型TFG | ソフト型TFG |
|---|---|---|
| 10% | 2.3 kgf | 1.9 kgf |
| 20% | 4.3 kgf | 2.3 kgf |
| 30% | 5.9 kgf | 2.6 kgf |
* テストサンプル : 幅 32mm, 長さ 28mm, 厚み 10.5mm
従来のシリコンパッドとの熱伝導の比較結果
- 同じサイズ（28（W）x32（L）x10.5（T））のTFG、Silicone Padを試料として比較
- 発熱板で試料を20％潰し、温度変化を測定する。
- 発熱板を150℃まで加熱し、TFG試料を付着して熱感知センサーが40℃から60℃になるまでの時間を測定する。
| 区分 | 熱伝導率 | 平均到達時間 |
| TFG | >2 W/mK 級 | 70” |
| シリコンパッド | 2 W/mK 級 | 166” |
| 3 W/mK 級 | 69” | |
| 5 W/mK 級 | 60” |
※ シリコンパッドに比べTFGの長所
- シリコンパッドは、長時間使用すると、硬化してシロキサン（Siloxane）が発生するが、TFGはシロキサン発生するおそれがない。
- シリコンパッドは、硬度が高く、PCB基板が反るおそれが高いが、TFGは軽くて柔らかいので基板が反る可能性が少ない。
- 熱源とヒートシンクの間の距離が遠い場合には、TFGはシリコンパッドに比べ軽量化が可能である。
熱性能改善アレイ設定
広い面積の熱を効果的に制御するための熱伝導システム
特長
- 水平熱伝導率に優れたグラファイトシートは、熱源（heat source）からの熱を素早く拡散させてヒートシンクに伝達することにより、システムの温度上昇を効果的に抑制する
- 耐熱性ポリウレタンスポンジの使用で圧縮復元力が良い
- 同じサイズの場合、並べの数（array）が増加するほど熱伝達の効率が上昇する
- 様々なサイズで製作が容易
性能試験の結果
[試験条件]
- 100mm（W）x100mm（L）x3mm（T）であるサンプルをアレイの数ごとに測定する
- 上部ホットプレートの温度を150℃にし、下部測定部の温度を35℃に設定する
- 上部と下部の間にサンプルを置いて20％圧縮
- 上部の熱がサンプルを通して下の測定部に伝達され、一定の温度に到達する時間を測定
（下の測定部の温度が40℃から60℃になるまでの時間を測定）
[試験結果]
アレイのない単独のタイプに比べて、アレイの数を2個、3個、4個などに増やすほど熱伝導効率が上がる結果になる
| アレイ数 | 熱伝導の比較試験の結果（秒） | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 試料#1 | 試料#2 | 試料#3 | 試料#4 | 試料#5 | 平均 | |
| 1個 | 120.4 | 125.1 | 120.9 | 124.3 | 122.1 | 122.6 |
| 2個 | 73.4 | 74.2 | 72.6 | 71.9 | 72.5 | 72.9 |
| 3個 | 53.4 | 54.8 | 55.2 | 51.9 | 53.4 | 53.7 |
| 4個 | 47.4 | 49.7 | 48.1 | 47.2 | 46.1 | 47.7 |
適用事例
CPU、GPUなどのヒットソース（発熱源）に付着してヒートシンクに熱を伝達して過熱を防止する
様々なアプリ
製品サポート
品番
| Number | Code | Example |
|---|---|---|
| (1) | Product Code | TFG: サーマルフォームガスケット |
| (2) | Width (W) | 280: 28.0mm |
| (3) | Length (L) | 300: 30.0mm |
| (4) | Thickness (T) | 090: 9.0mm |
よくあるご質問 (FAQ)
Q1. 従来のシリコンパッドと比較したサーマルフォームガスケット(TFG)の熱伝導メカニズムの違いと冷却効率について教えてください。
Q2. 高温環境において、ウレタンフォーム芯材の圧縮復元力やガス放出(Outgassing)による汚染のリスクはありませんか？
Q3. スライド組立時のガスケットのズレ現象や、グラファイト粒子の脱落による回路ショートの防止対策はどうなっていますか？
Q4. 薄いPCB基板や強度の低いパネル部に適用する場合、締付圧力による基板の反り(Warpage)現象を予防できますか？
Q5. 放熱とEMI接地(Grounding)を同時に解決する「接地型サーマルフォームガスケット(Ground TFG)」の性能について教えてください。